Thermodynamique chimique : Premier principe

1. Un système fermé peut échanger de l'énergie (chaleur ou travail) avec le milieu extérieur, mais il n'échange pas de matière.
2. Un système isolé ne peut échanger ni matière ni énergie (ni chaleur, ni travail) avec l'extérieur.
3. Exemple : Une bouteille de gaz fermée est un système fermé ; un thermos parfait est un système isolé.

💡 À retenir : L'énergie interne $U$ d'un système isolé est constante ($\Delta U = 0$).

1. Une fonction d'état est une grandeur dont la variation ($\Delta U$ ou $\Delta H$) ne dépend que de l'état initial et de l'état final du système.
2. Le chemin suivi (étapes intermédiaires, vitesse, etc.) n'influence pas le résultat.
3. À l'inverse, le travail $W$ et la chaleur $Q$ ne sont pas des fonctions d'état car leurs valeurs dépendent de la manière dont la transformation est réalisée.

💡 À retenir : Pour un cycle (retour à l'état initial), $\Delta U = 0$ et $\Delta H = 0$.

1. Hiya l-7arara (l-énergie) li kat-t-tla9 ou t-tmess mni kantssewbou 1 mol dyal wa7ed l-madda.
2. Khass darouri had l-madda t-tsseweb mn les corps simples dyalha (b7al $O_2, H_2, C_{graphite}$) f l-7ala l-3adiya dyalhom.
3. Par convention, $\Delta_f H^\circ$ dyal ayy corps simple stable (b7al $N_2(g)$) kat-tssawi dima 0.

💡 À retenir : Kat-tssta3mel f la loi de Hess bach n-7ssbou $\Delta_r H^\circ$ dyal ayy tafa3oul.

1. On l'utilise uniquement pour les réactions chimiques faisant intervenir des phases gazeuses (modèle du gaz parfait).
2. $\Delta n_g$ représente la somme des coefficients stœchiométriques des produits gazeux moins celle des réactifs gazeux.
3. Si la réaction ne contient que des solides ou des liquides, on considère $\Delta H \approx \Delta U$.

💡 À retenir : $R = 8,314 \text{ J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$ et $T$ doit être en Kelvin.

1. Ila kant $\Delta H < 0$ (saliba) : l-tafa3oul exothermique, ya3ni l-majmou3a kat-3ti l-7arara l-berra (kat-skhon).
2. Ila kant $\Delta H > 0$ (moujaba) : l-tafa3oul endothermique, ya3ni l-majmou3a kat-mous l-7arara mn l-berra (kat-bred).
3. Ila kant $\Delta H = 0$ : l-tafa3oul thermique.

💡 À retenir : Exothermique = Sortie d'énergie ; Endothermique = Entrée d'énergie.

1. Irréversible : La pression extérieure $P_{ext}$ est constante et différente de la pression du système. $W = -P_{ext}(V_f - V_i)$.
2. Réversible : La pression du système est à chaque instant égale à la pression extérieure ($P = P_{ext}$). On intègre : $W = -\int P dV$.
3. Pour un gaz parfait en isotherme réversible : $W = -nRT \ln(V_f/V_i)$.

💡 À retenir : Le travail réversible est le travail minimal (ou maximal produit) possible.

1. Molaire ($C_m$) : Hiya l-7arara li khassna bach n-tal3ou 1 mol dyal l-madda b 1 Kelvin (Unité: $\text{J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$).
2. Massique ($c$) : Hiya l-7arara li khassna bach n-tal3ou 1 gramme (ou kg) dyal l-madda b 1 Kelvin (Unité: $\text{J}\cdot\text{g}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$).
3. La relation : $C_{totale} = n \cdot C_m = m \cdot c$.

💡 À retenir : Dima rred l-bal m3a les unités f les exercices.

1. Si $C_p$ est constant, on utilise : $\Delta_r H^\circ(T_2) = \Delta_r H^\circ(T_1) + \Delta_r C_p^\circ \cdot (T_2 - T_1)$.
2. Si $C_p = a + bT$, on doit intégrer : $\int (a + bT) dT = [aT + \frac{1}{2}bT^2]$.
3. $\Delta_r C_p^\circ$ est calculé comme une enthalpie de réaction : $\sum \nu_i C_{p,i}(\text{prod}) - \sum \nu_j C_{p,j}(\text{réact})$.

💡 À retenir : La loi de Kirchhoff lie la thermochimie à la température.

1. Non, seulement si la transformation est isobare (pression constante, $P = cste$).
2. Si la transformation est isochore (volume constant, $V = cste$), alors $Q = \Delta U$.
3. Dans les autres cas, $Q$ dépend du chemin suivi et n'est pas directement égale à $\Delta H$.

💡 À retenir : En chimie, la plupart des réactions se font à l'air libre ($P = P_{atm}$), donc $Q = \Delta H$.

1. On imagine que tous les réactifs se cassent en atomes gazeux (énergie absorbée, $>0$).
2. Puis ces atomes se regroupent pour former les produits (énergie libérée, $<0$).
3. $\Delta_r H^\circ \approx \sum E_{liaisons}(\text{réactifs}) - \sum E_{liaisons}(\text{produits})$.

💡 À retenir : Cette méthode ne s'applique qu'aux molécules en phase gazeuse.

1. Chouf ghir l-ajsam li 7dahom $(g)$ f l-mou3adala.
2. Jma3 les coefficients dyal l-mou3adala li f l-imin (produits gazeux).
3. N9ess mnhom majmou3 les coefficients li f l-issar (réactifs gazeux).
4. Ila kan chi jism solide $(s)$ ou liquide $(l)$, mat-7ssbouch (coefficient dyalou = 0 f had l-7issab).

💡 À retenir : $\Delta n_g$ t9der tkon moujaba, saliba ou ssefr.

1. C'est la première loi de Joule.
2. Dans un gaz parfait, on néglige les interactions entre les molécules.
3. L'énergie interne n'est donc composée que de l'énergie cinétique microscopique, qui est proportionnelle à $T$.

💡 À retenir : Pour un gaz parfait, si $T$ est constante, alors $\Delta U = 0$.